Nuovi metodi di mappatura sviluppati dai ricercatori dell'Oak Ridge National Laboratory del Dipartimento dell'Energia possono aiutare i pianificatori urbani a ridurre al minimo l'impatto ambientale delle richieste di acqua ed energia delle città sull'ecologia dei corsi d'acqua circostanti.

In un'analisi pubblicata su Atti dell'Accademia Nazionale delle Scienze , un team guidato dall'ORNL ha utilizzato modelli geospaziali ad alta risoluzione per quantificare gli effetti della terra, energia, e infrastrutture idriche sui fiumi e torrenti della nazione.

Utilizzando i dati di flusso dal Geological Survey degli Stati Uniti, i ricercatori hanno mappato le modifiche all'idrologia naturale per valutare come lo sviluppo delle infrastrutture e la concorrenza sulle risorse idriche influiscano sull'ambiente su scala nazionale. Il loro approccio basato sui dati fa luce sulla misura in cui le risorse idriche e le specie acquatiche sono influenzate dalle infrastrutture urbane e potrebbe aiutare le città a ridurre il loro carico sugli ecosistemi regionali.

I risultati indicano che la trasformazione del suolo urbano e la produzione di elettricità insieme influenzano il sette percento dei flussi degli Stati Uniti, che influenzano gli habitat di oltre il 60% di tutti i pesci d'acqua dolce nordamericani, cozza, e specie di gamberi.

"Se si considera che la maggior parte di questi corsi d'acqua include grandi fiumi e i loro principali affluenti con abbondanti specie, gli impatti ambientali sono sbalorditivi, " ha detto l'autore principale Ryan McManamay, un ecologista acquatico con la divisione di scienze ambientali dell'ORNL e l'Istituto di dinamica urbana. Lo studio ha calcolato gli effetti su 1, 223 pesci, cozza, e specie di gamberi. Almeno 260 di questi sono già localmente estinti, con molti dei rimanenti classificati come in via di estinzione.

Inoltre, i ricercatori hanno condotto studi di casi su cinque città degli Stati Uniti, Atlanta; Knoxville, Tennessee; Phoenix e Tucson, Arizona; e Las Vegas creando modelli specifici per regione per caratterizzare le variabili geografiche e isolare le impronte terra-energia-acqua delle città dal paesaggio circostante.

"Le città hanno impatti sovrapposti sull'ambiente, e vogliamo capire quanta energia consuma una singola città o come la sua copertura del suolo e la sua produzione di elettricità contribuiscono al quadro generale, "Ha detto McManamay.

Nelle cinque città, le trasformazioni del territorio urbano hanno influito negativamente sulla lunghezza complessiva dei corsi d'acqua rispetto a qualsiasi altro fattore considerato, compresa la produzione di energia elettrica. L'introduzione delle strade, edifici, e altre superfici impermeabili alterano il ciclo naturale dell'acqua, sposta le risorse idriche per le comunità a valle e può minacciare la perdita di specie acquatiche ricche e diversificate.

"La trasformazione del territorio urbano e la produzione di elettricità sono questioni importanti per le città perché i loro impatti cresceranno man mano che le città continueranno a sviluppare le proprie infrastrutture, ", ha affermato Budhendra Bhaduri, coautore dell'ORNL e direttore dell'Urban Dynamics Institute.

L'analisi ha rivelato che gli impatti sull'ecosistema non erano direttamente proporzionali alla dimensione della popolazione, indicando che le città più grandi non hanno necessariamente un impatto maggiore sulla vita acquatica. Gli autori sottolineano l'importanza della cooperazione tra le città per sviluppare politiche locali e gestire meglio le loro influenze sugli ecosistemi regionali perché molti terreni, energia, e le infrastrutture idriche sono controllate dai governi e dai servizi pubblici locali.

"Sia la fonte che la soluzione alle sfide ambientali globali possono trovarsi nelle mani delle città. Sfortunatamente, i cambiamenti di cui discutiamo sono altamente trasformativi, non economico, " ha detto McManamay. "Il nostro obiettivo qui è quello di dare alle città un modo per guardare il quadro generale, per così dire, e per generare metriche che li aiuteranno a muoversi verso politiche più rispettose dell'ambiente man mano che continuano a svilupparsi".